Thích mơ mộng? Hai gen quan trọng có thể là để cảm ơn. Một nghiên cứu mới trên chuột cho thấy những "gen trong mơ" này rất cần thiết cho giai đoạn ngủ gật đó mang đến cho mọi người tầm nhìn về thế giới kỳ quái khi làm bài kiểm tra toán ở trường trung học trần truồng, mất răng và bay vút lên không trung.
Nếu không có gen, được gọi là Chrm 1 và Chrm 3, động vật có vú sẽ không có giấc ngủ chuyển động nhanh (REM), trong đó não hoạt động như lúc thức giấc nhưng cơ thể bị tê liệt. Phát hiện này rất quan trọng, các nhà nghiên cứu cho biết, vì giấc ngủ kém và rối loạn tâm thần có liên quan. Vì vậy, hiểu được sự kiểm soát cơ bản của giấc ngủ trong não có thể tinh chỉnh các phương pháp điều trị dược phẩm cho cả vấn đề về giấc ngủ và tâm thần, nhà nghiên cứu Hiroki Ueda của Riken, một viện nghiên cứu Nhật Bản cho biết.
"Giấc ngủ ngon là điều cần thiết cho chất lượng cuộc sống của con người, trong khi một số suy giảm trong giấc ngủ có thể dẫn đến nhiều hậu quả không lường trước được", Ueda nói với Live Science trong email. Nhưng "máy móc phân tử phần lớn vẫn được tiết lộ, cản trở sự phát triển của các phương pháp điều trị các bệnh liên quan đến giấc ngủ."
Chu kỳ lạ
Trong một đêm nhất định, con người quay vòng qua giấc ngủ không REM và REM, được xác định bởi các mô hình hoạt động não khác nhau. Không ai biết lý do chính xác cho các giai đoạn giấc ngủ khác nhau này, nhưng các vấn đề với giấc ngủ REM có liên quan đến chứng mất trí nhớ, bệnh Parkinson và các rối loạn thần kinh khác. Và giấc ngủ kém nói chung có liên quan đến việc tăng nguy cơ tự tử.
Đó là lý do tại sao Ueda và các đồng nghiệp quan tâm đến việc tìm hiểu những điều cơ bản về cách thức hoạt động của giấc ngủ. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng sự chuyển đổi từ giấc ngủ không REM sang REM liên quan đến một chất dẫn truyền thần kinh gọi là acetylcholine. Nhưng có 16 loại thụ thể tế bào trong não mà acetylcholine có thể liên kết, và nó không rõ ràng là điều cần thiết cho giấc ngủ REM và là thứ dư thừa.
Để tìm hiểu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ CRISPR để loại bỏ các gen của các thụ thể acetylcholine này, từng cái một, trên chuột. CRISPR sử dụng trình tự di truyền để hướng dẫn một enzyme đến phần DNA mong muốn, trong đó enzyme sau đó cắt chuỗi đó, ngăn chặn gen đó được biểu hiện.
Mất ngủ
Nghiên cứu ngay lập tức cho thấy một họ thụ thể acetylcholine, loại nicotinic, không liên quan nhiều đến giấc ngủ. Những con chuột bị thiếu những thụ thể đó ngủ ít nhiều giống như những con chuột có chúng.
Các gia đình khác, thụ thể acetylcholine muscarinic, hóa ra thú vị hơn nhiều. Cụ thể, việc mất hai thụ thể có tên Chrm1 và Chrm3 đã rút ngắn giấc ngủ gần 3 giờ mỗi ngày. Mất một trong hai thụ thể đặc biệt làm giảm và phân chia giấc ngủ REM, đồng thời giảm giấc ngủ không REM. Và những con chuột không có thụ thể về cơ bản không trải nghiệm giấc ngủ REM.
Thật kỳ lạ, những con chuột không có REM vẫn sống sót mà không có trạng thái ngủ mơ màng này, mặc dù có giả thuyết cho rằng giấc ngủ REM là cần thiết cho sự sống còn. Đó là một con đường thú vị để nghiên cứu thêm, Ueda nói, nhưng nó có thể là một tác dụng phụ ngoài ý muốn khi làm việc với động vật thí nghiệm trong môi trường nhân tạo.
"Những con chuột đột biến có thể sống sót trong điều kiện phòng thí nghiệm với rất nhiều thức ăn và không có bất kỳ thứ gì", Ueda nói với Live Science. "Trong một môi trường hoang dã, những gen này sẽ rất quan trọng đối với sự sống của các sinh vật."
Hiểu các thụ thể cụ thể kiểm soát giấc ngủ có thể cung cấp các phương pháp điều trị mới cho các rối loạn tâm thần như trầm cảm và rối loạn căng thẳng sau chấn thương, thường được đánh dấu bằng những cơn ác mộng sống động, Ueda nói. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự khác biệt tinh tế trong cách thức hoạt động của Chrm1 và Chrm 3, vì vậy nhóm nghiên cứu quan tâm đến việc xem xét kỹ hơn những gì xảy ra khi các thụ thể này được kích hoạt. Và bởi vì nghiên cứu đã được thực hiện trên chuột, cần nhiều công việc hơn để nghiên cứu cách thức các gen này hoạt động ở người.
"Nghiên cứu này có thể giúp xác định phân tử giấc ngủ REM và có thể tiết lộ vai trò sinh lý của giấc ngủ REM trong các chức năng nhận thức cao hơn có liên quan chặt chẽ, như học tập và trí nhớ", Ueda nói.
